Estudio Hidrologico Ayabaca.docx

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

ESTUDIO HIDROLÓGICO "AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA Y SANEAMIENTO EN LA CIUDAD DE AYABACA, PROVINCIA DE AYABACA – PIURA – II ETAPA - CULMINACION” CÓDIGO SNIP N° 49538

ELABORADO POR:

ING. RAÚL RONALD MORALES RUEDA JULIO 2017

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

INDICE I.

ASPECTOS GENERALES

1.1. Antecedentes 1.2. Objetivos del estudio hidrológico 1.3. Justificación del estudio II.

EVALUACIÓN HIDROLÓGICA

2.1. DESCRIPCION GENERAL DE LA CUENCA Y DEL CURSO PRINCIPAL DE LA FUENTE NATURAL 2.1.1. Ubicación y delimitación del área de estudio 2.1.2. Fisiografía y geología del área de estudio 2.1.3. Inventario de las fuentes de agua e infraestructura hidráulica del área de estudio 2.1.4. Accesibilidad – Vías de comunicación 2.1.5. Calidad del agua 2.2. ANALISIS Y TRATAMIENTO DE LA INFORMACION METEOROLOGICA E HIDROMETRICA 2.2.1. Análisis de las variables meteorológicas 2.3. OFERTA HIDRICA 2.3.1. Oferta hídrica a nivel mensual 2.3.1.1. Método hidrológico utilizado a) Método de Abstracciones del SCS (Soil Conservatio Service) b) Hidrograma Unitario Triangular c) Cálculo del caudal total 2.4. USOS Y DEMANDA DE AGUA 2.4.1. Descripción del consumo actual del agua en el ámbito circundante del proyecto

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2.4.2. Demanda de uso de agua futura 2.5. BALANCE HÍDRICO 2.6. DESCRIPCIÓN DEL PLAN DE APROVECHAMIENTO E INGENIERIA DEL PROYECTO 2.6.1. Descripción de la operación del sistema hidráulico del proyecto 2.6.2. Descripción de los impactos en la operación del sistema del proyecto y planes o medidas de compensación III.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

ANEXOS A-1

Delimitación de la microcuenca en la Quebrada Los Molinos (en el punto de captación)

A-2

Precipitación acumulada mensual (datos del ANA)

A-3

Caudal ofertado

A-4

Caudal de demanda

A-5

Balance hídrico

A-6

Resolución de Disponibilidad del Recurso Hídrico emitido por la AAA

A-7

Caracterización de la calidad del agua

A-8

Certificados de CERPER

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ESTUDIO HIDROLÓGICO I.

ASPECTOS GENERALES

1.1. Antecedentes Las fuentes de agua constituyen el elemento primordial en el diseño de un sistema de abastecimiento de agua potable y antes de dar cualquier paso es necesario definir su ubicación, tipo, cantidad, calidad, de acuerdo a la ubicación y naturaleza de la fuente de abastecimiento así como a la topografía del terreno. Actualmente, la población de la ciudad de Ayabaca presenta el problema de déficit del servicio de agua potable, pues la fuente actual (Quebrada Lanchurán) no capta el caudal necesario para abastecer a la población, además que se provee de agua para consumo de conexiones domiciliarias deficitarias. Además, la disposición final de excretas se realiza de manera inadecuada, una proporción en redes de alcantarillado que finalmente descarga al suelo, al no existir planta de tratamiento alguna; otra proporción a través de letrinas y algunos a exposición al aire libre. A lo anterior se agrega los problemas sanitarios que ocasionan la manipulación inadecuada y la acumulación del agua en condiciones poco seguras, debido al bajo nivel de educación sanitaria. La Autoridad Administrativa del Agua Jequetepeque Zarumilla emitió la Resolución Directoral Nº 245-2014-ANA-AAA JZ-V del 07.MAR.2014 con la que otorgó la Licencia de Uso de Agua Superficial a la actual fuente Lanchurán a la Municipalidad Provincial de Ayabaca. Sin embargo, el recurso hídrico de esta quebrada es insuficiente para abastecer a la población de la ciudad de Ayabaca. Por esta razón, las autoridades del distrito han evaluado otra fuente de abastecimiento y con el presente documento están solicitando la Disponibilidad Hídrica Superficial de la Quebrada Los Molinos para abastecimiento de agua de uso poblacional. 1.2. Objetivos del estudio hidrológico -

Determinar la disponibilidad hídrica de la quebrada Los Molinos, la cual debe cubrir la demanda hídrica de consumo de agua de la población futura de la ciudad de Ayabaca

-

Contribuir a ampliar la cobertura, mejorar la calidad y sostenibilidad de los servicios del sistema de saneamiento básico rural

-

Mejorar la calidad de vida de los pobladores de la zona rural.

1.3. Justificación del estudio La fuente de agua superficial actual es la Quebrada Lanchurán y es utilizado para consumo humano de la población de la ciudad de Ayabaca. Sin embargo, el servicio es insuficiente, debido que el caudal que discurre en la mencionada fuente no abastece a la población total,

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agudizándose este problema en épocas de estiaje. Razón por la cual en el proyecto de mejoramiento del servicio de agua potable y saneamiento, se ha buscado otra fuente de captación para cubrir la demanda necesaria de agua de la población usuaria, ubicándose esta nueva fuente en la Quebrada Los Molinos. El requerimiento del recurso hídrico para el abastecimiento de agua potable para consumo humano de la población futura de la ciudad de Ayabaca, generará un mejoramiento de la calidad de vida de las personas, así como se erradicará las enfermedades parasitarias e intestinales, disminuirá la morbilidad en las zonas beneficiarias con el servicio de agua potable. II.

EVALUACIÓN HIDROLÓGICA

2.1. DESCRIPCION GENERAL DE LA CUENCA Y DEL CURSO PRINCIPAL DE LA FUENTE NATURAL 2.1.1. Ubicación y delimitación del área de estudio a) La ubicación política y geográfica de la cuenca de aporte son: - Departamento : Piura - Provincia : Ayabaca - Distrito : Ayabaca - Localidad : ciudad de Ayabaca Figura Nº 01 Mapa de la provincia de Ayabaca

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Figura Nº 02 Fotografía satelital de la ciudad de Ayabaca y la captación proyectada en la Quebrada Los Molinos

Fuente.- Google Earth

Figura Nº 03 Microcuenca Los Molinos

Fuente.- Google Earth

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b) Ubicación hidrográfica: Captación en la Quebrada Los Molinos, Coordenadas UTM (Datum WGS 84, zona 17S) N9487136, E638304, altitud 2,345 msnm La cuenca de estudio presenta un área de 11.40 Km2 y una pendiente promedio de 20% (ver mapas obtenidos del software Arc Gis). Figura Nº 04 Delimitación de la Micro Cuenca en estudio

Figura Nº 05 Mapa de la microcuenca Los Molinos y pendientes

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Micro cuencas Tributaria del Sistema Hidrológico Las principales características morfológicas de la zona de cuenca en estudio determinadas con el software Arc Gis, son las siguientes: Cuadro Nº 01 Características morfológicas de la Micro cuenca El Molino UNIDAD

Área (km2)

S-1 S-2 S-3

8.690 2.510 0.190

Longitud de cauce

3.40 2.05 0.13

Cota Máxima

2868 2510 2358

Cota Mínima (msnm)

2358 2358 2352

Diferencia Altura

510 152 6

S. CAUCE PRINCIPAL

0.150 0.074 0.045

Pendiente Media

0.2200 0.1920 0.1798

2.1.2. Fisiografía y geología del área de estudio a)

Fisiografía:

La ciudad de Ayabaca presenta una fisiografía relativamente ondulada, con depresiones pequeñas y grandes elevaciones (Cerro Calvario, en cuya ladera se asienta la ciudad), en las que afloran rocas de naturaleza volcánica. El sistema de drenaje dominante es del tipo dendrítico, condicionado por la relativa abundancia de depósitos arcillosos, las que cubren depósitos de rocas volcánicas tipo andesitas masivas y brechas piroclásticas de edad Terciaria del Volcánico Lancones. Geomorfológicamente, está asentada sobre terrenos de topografía llana y en laderas con pendientes moderadas a abruptas, disectadas por pequeñas quebradas que discurren en forma paralela de dirección Este-Oeste. b) Geología: La región donde se ubica la zona de estudio se encuentra ubicada en la parte oeste de las estribaciones de la Cordillera Occidental de los Andes del norte del Perú donde se observan fallas de tipo normal. Predominantemente corresponde al emplazamiento del Batolito Andino de edad Cretáceo Superior - Terciario Inferior. La zona de estudio corresponde a la denominada “Superficie Puna” que constituye una plataforma que corona las partes altas de Sapillica, Frías y Lagunas, que posiblemente corresponda al episodio de erosión del Mioceno-Plioceno de la Cordillera Occidental. Geológicamente, la Cordillera Occidental es un edificio tectónico que corresponde a la faja de mayor deformación de los Andes del Perú, desarrollado principalmente en el Eoceno Terminal. Las Formaciones del Cretáceo Medio y Superior, están representadas por el Grupo San Pedro, los volcánicos Ereo, La Bocana, Lancones que se caracterizan por una alternancia de lavas andesíticas basálticas, lavas dacíticas y brechas piroclásticas andesíticas gris verdosas. Depósitos Cuaternarios de tipo aluvial, proluvial y coluvial se encuentran rellenando las pequeñas depresiones y constituyen los terrenos de fundación, conformados por suelos arcillo arenosos, arcillo-limosos de color marrón oscuro debido a la humedad a crema

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amarillento en seco con inclusiones de fragmentos de rocas sub-angulosas a angulosas, de naturaleza volcánica. La zona de estudio se encuentra afectada por estructuras NNW - SSE características de los Andes Centrales varía a la dirección NNE - SSW, propio de los Andes Septentrionales (GANSSER, 1978, CALDAS et al, 1987). La tectónica Herciniana se presenta en dos fases; la primera, la Fase Eoherciniana a la cual se le atribuye las estructuras predominantemente plegadas, las cuales se caracterizan por ser pliegues de plano axial inclinados y asociados a microestructuras: Como microplegamientos, alineaciones, etc. y la segunda la Fase Tardiherciniana, que se manifiesta principalmente por el fracturamiento de los esquistos y cuarcitas Paleozoicas, a ésta fase se le atribuye el fallamiento en bloques que delineó a las Cordilleras Occidental . La tectónica Andina, afecta a la secuencia Volcánica Terciaria y se caracteriza por ser del tipo frágil; es decir de fallamiento y fracturación en bloques, los mismos que afectan a estructuras antiguas del paleozoico. 2.1.3. Inventario de las fuentes de agua e infraestructura hidráulica del área de estudio a)

Inventario de las fuentes de agua:

Revisando las Cartas Nacionales del IGN, la cual se presenta en la Figura Nº 03, a la Quebrada Los Molinos convergen dos quebradas que son sus aportantes, entre ellas la Quebrada Lanchurán, además a lo largo del tramo existen afloramientos de agua que aportan al punto proyectado de captación de la quebrada Los Molinos (Datum WGS 84, zona 17S, N9487108, E638332). Todos estos afluentes aumentan el caudal de la quebrada Los Molinos, aportando un total de 90 L/s medidos el 24 de enero del 2017 por la Ing. Diana Montalvan, funcionaria del ALA Tambogrande.

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Figura Nº 06 Cuenca hidrográfica de la captación en las cartas nacionales

Fuente.- Cartas Nacionales del IGN Elaboración Propia, obtenido del software Arcgis 10.1

b) Infraestructura hidráulica proyectada: De acuerdo al diseño se necesita un caudal máximo diario de 25.86 L/s. La fuente actual (Quebrada Lanchurán) no cubre esta demanda. Este estudio ha optado en buscar una solución integral al problema, para esto se coordinó con los funcionarios de la Municipalidad Provincial de Ayabaca y de la Gerencia Sub Regional Luciano Castillo Colonna. La solución para la fuente de agua es captar agua superficial de la Quebrada Los Molinos, tratar el agua con la construcción de un sistema de tratamiento por filtración rápida e impulsarla hacia dos estaciones de rebombeo. Desde ahí se impulsará al reservorio existente en el sector las Tres Cruces, de donde se abastecerá a la población de Ayabaca a través de una línea de aducción de 160 mm de PVC PN 10. El Proyecto considera un nuevo sistema de redes de agua potable con sus respectivas conexiones domiciliarias. 2.1.4. Accesibilidad – Vías de comunicación Lima – Piura, 988 Km – Carretera asfaltada

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Piura – Tambogrande, 53 Km – Carretera asfaltada Tambogrande – Las Lomas, 36 Km – Carretera asfaltada Las Lomas – Paimas, 30 Km – Carretera asfaltada Paimas – Ayabaca, 64 Km – Carretera afirmada 2.1.5. Calidad del agua El Decreto Supremo D.S. 015-2015-MINAM, aprueba los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para el Agua. Este dispositivo tiene la finalidad de establecer niveles de concentración o grados de elementos, sustancias o parámetros físicos químicos y biológicos presentes en el agua en su condición de cuerpo receptor y componente básico de los ecosistemas acuáticos, que no representan riesgo significativo a la salud de las personas ni para el ambiente. El dispositivo legal, para el caso de los estándares de calidad del agua para uso poblacional, presenta las siguientes calificaciones: Categoría 1.- Poblacional y recreacional o Sub categoría A-1.- Aguas que pueden ser potabilizadas con desinfección o Sub categoría A-2.- Aguas que pueden ser potabilizadas con tratamiento convencional o Sub categoría A-3.- Aguas que pueden ser potabilizadas con tratamiento avanzado El día 02 de enero del 2017, se tomó la muestra del agua de la Quebrada Los Molinos, en el punto de captación, con la finalidad de obtener los resultados de la calidad del agua que será utilizada para el consumo humano. La muestra de agua fue analizada por CERPER, laboratorio acreditado por INACAL, cuyos resultados se adjuntan en los anexos. De acuerdo al análisis de la calidad de agua, se concluyó que. Conclusiones - El agua analizada no cumplió los parámetros microbiológicos, de acuerdo al D.S. 015-2015-MINAM, categoría A-2. - El agua analizada cumplió los parámetros organolépticos en su totalidad, de acuerdo al D.S. 015-2015-MINAM, categoría A-2. - El agua analizada cumplió los parámetros químicos inorgánicos, de acuerdo al D.S. 015-2015-MINAM, categoría A-2. Recomendaciones - Se recomienda que el agua procedente de la fuente sea tratada con el fin de lograr el cumplimiento de los límites máximos permisibles establecidos por el D.S. 0152015-MINAM, categoría A-2. - Dados los resultados, el sistema de tratamiento debe de contar con una etapa de filtración y otra etapa de desinfección. - Se recomienda la desinfección haciendo uso de compuestos químicos derivados del cloro como: Hipoclorito de sodio (NaClO), Ácido hipocloroso (HClO) o Clorito de sodio (NaClO2), lo que permitirá reducir los parámetros microbiológicos.

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2.2. ANALISIS Y TRATAMIENTO DE LA INFORMACION METEOROLOGICA E HIDROMETRICA 2.2.1. Análisis de las variables meteorológicas La precipitación es una de las variables hidrometereológicas muy importantes para evaluar y calcular la disponibilidad del recurso hídrico. La información hidrometeorológica disponible para el estudio se ha recopilado de los registros de precipitaciones mensuales acumuladas de la Estación Sicchez, entre los años 1971 y 1994. Se ha elegido esta estación por estar cercana a la cuenca a la que pertenece el punto de captación de la Quebrada Los Molinos (fuente de agua que se proyecta para abastecer a la población de la ciudad de Ayabaca). Los registros de precipitaciones mensuales acumuladas de la estación en estudio están colgadas en la página web de la Autoridad Nacional del Agua y han sido agrupados por el Equipo Consultor para obtener la precipitación media mensual acumulada de la cuenca en estudio. Figura Nº 07 Página web del ANA

Fuente.- http://snirh.ana.gob.pe/sadho/visorMapa.aspx

Los datos de las precipitaciones mensuales acumuladas se resumen en la Tabla Nº 01.

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Tabla Nº 02 Precipitación mensual acumulada de la Estación Sicchez en milímetros AÑO

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

1972

65.30

296.70

664.70

216.20

70.30

37.40

22.20

13.40

4.40

11.50

17.50

130.80

1973

126.70

318.70

451.30

383.10 111.60

17.30

0.50

5.00

16.70

8.40

18.10

60.80

1974

64.00

192.40

103.10

107.80

39.20

26.10

1.80

6.70

6.60

19.10

13.90

33.50

1975

75.80

288.50

353.30

219.70 121.70

55.30

13.50

36.30

1.40

43.90

3.00

14.00

1976

258.30

313.20

507.20

279.10

79.50

21.50

3.00

11.00

2.70

1.90

1.50

95.20

1977

211.70

273.40

245.50

270.70

51.40

66.90

3.50

0.00

21.00

6.90

7.00

2.60

1978

38.10

127.30

152.70

149.50

50.30

3.30

0.30

0.10

2.50

2.20

2.00

8.90

1979

153.10

158.50

385.90

117.10

25.90

3.30

0.10

9.30

2.70

0.00

0.00

4.90

1980

33.30

104.10

156.50

265.80

53.40

0.00

3.40

0.70

0.60

18.40

26.60

34.10

1981

29.80

245.90

421.80

141.80

17.50

11.10

0.00

4.10

0.00

16.00

13.60

36.50

1982

46.90

70.50

29.90

103.80

23.90

0.00

0.10

0.00

5.70

47.70

116.10

518.60

1983

498.20

330.00

576.30

348.30 241.30

70.60

31.10

1.30

24.00

49.50

53.40

118.30

1984

102.00

527.60

365.20

232.10

55.10

44.60

9.60

2.00

7.90

35.70

20.50

54.30

1985

120.80

46.70

99.80

35.10

42.40

0.80

0.00

17.60

0.80

7.40

1.20

77.50

1986

133.20

237.40

45.80

70.80

38.90

7.90

0.00

2.80

1.70

20.10

31.40

56.30

1987

213.90

160.40

398.60

228.70

26.20

5.30

7.00

4.80

1.10

23.70

25.40

11.40

1988

151.80

240.10

9.40

136.50

46.90

1.90

0.60

0.20

0.20

2.30

17.70

28.40

1989

221.10

314.20

419.80

166.50

41.40

25.70

0.30

0.60

4.20

49.90

3.60

2.60

1990

51.90

104.70

181.20

164.00

45.50

17.20

0.00

0.00

1.00

11.80

45.70

59.60

1991

25.60

240.30

439.30

110.10 102.10

20.00

0.20

0.30

1.70

6.00

4.70

52.00

6.00

9.70

9.30

42.60

1971

68.10

1992 1993

61.10

275.70

298.80

61.70

11.50

12.50

1.40

15.60

21.90

18.20

101.10

21.00

21.00

22.00

22.00

22.00

23.00

1994

272.50

324.20

339.10

N° Registros

22.00

22.00

22.00

20.00

21.00

21.00

Promedio

134.32

235.93

302.05

187.34

64.10

21.32

5.22

5.60

5.84

18.82

20.47

70.09

Máximo

498.20

527.60

664.70

383.10 241.30

70.60

31.10

36.30

24.00

49.90

116.10

518.60

Mínimo

25.60

46.70

9.40

35.10

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

2.60

17.50

Fuente.- Página Web de la Autoridad Nacional del Agua

No se cuenta con mayor información de otras variables climáticas.

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2.3. OFERTA HIDRICA 2.3.1. Oferta hídrica a nivel mensual 2.3.1.1. Método hidrológico utilizado a) Método de Abstracciones del SCS (Soil Conservatio Service) El Servicio de Conservación de Suelos (Soil Conservation Service) de los Estados Unidos desarrolló un método para calcular las abstracciones de la precipitación de una tormenta. Para la tormenta como un todo, la profundidad de exceso de precipitación o escorrentía directa Pe es siempre menor o igual a la profundidad de precipitación P; de manera similar, después de que la escorrentía se inicia, la profundidad adicional del agua retenida en la cuenca Fa es menor o igual a alguna retención potencial máxima S; como se aprecia en la Figura 05. Figura Nº 08 Variable en el método de abstracciones del SCS

Fuente.- Soil Conservation Service Existe una cierta cantidad de precipitación (abstracción inicial antes del encharcamiento) para la cual no ocurrirá escorrentía, luego la escorrentía potencial es la diferencia entre P e Ia. La hipótesis del método del SCS consiste en que las relaciones de dos cantidades reales y las dos cantidades potenciales son iguales, es decir,

Del principio de continuidad:

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Combinando estas dos ecuaciones, Pe resulta:

La cual es la ecuación básica para el cálculo de la profundidad de exceso de preciptación o escorrentía directa de una tormenta utilizando el método SCS. Al estudiar los resultados obtenidos para muchas cuencas experimentales pequeñas, se desarrolló una relación empírica: Con base en esto, se tiene que:

Implementación Al representar en gráficas la información de P y Pe para muchas cuencas, el SCS encontró curvas. Para estandarizar estas curvas, se define un número adimensional de curva CN, tal que 0 ≤ CN ≤ 100. Para superficies impermeables y superficies de agua CN=100; para superficies naturales CN<100. El número de curva y S se relacionan mediante en pulgadas.

donde S está

Un factor importante a tener en cuenta en estas curvas son las condiciones antecedentes de humedad (Antecedent Moisture Conditions), las cuales se agrupan en tres condiciones básicas (Tabla Nº 2). Tabla Nº 03 Condiciones antecedentes de humedad básicas empleadas en el método SCS AMC (I)

256.20

AMC (I)

256.20

AMC (I)

256.20

Fuente.- Soil Conservation Service Los números de curva de la Tabla Nº 02 se aplican para condiciones antecedentes de humedad (AMC, por sus siglas en inglés) normales, y se establecen las siguientes relaciones para las otras dos condiciones:

Los números de curva han sido tabulados por el Servicio de Conservación de Suelos en base al tipo y uso de suelo. En función del tipo de suelo se definen cuatro grupos:

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Los números de curva han sido tabulados por el Servicio de Conservación de Suelos en base al tipo y uso de suelo. En función del tipo de suelo se definen cuatro grupos: Tabla Nº 04 Número de curva de escorrentía para usos selectos de suelo agrícola, urbano y suburbana (condiciones antecedentes de humedad AMC (II), la = 0.2 S)

Fuente.- Soil Conservation Service

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Grupo A: Arena profunda, suelos profundos depositados por el viento y limos agregados Grupo B: Suelos poco profundos depositados por el viento y marga arenosa Grupo C: Margas arcillosas, margas arenosas poco profundas, suelos con bajo contenido orgánico y suelos con altos contenidos de arcilla Grupo D: Suelos que se expanden significativamente cuando se mojan, arcillas altamente plásticas y ciertos suelos salinos. Los valores de CN para varios tipos de usos de suelos se dan en la Tabla Nº 03. Para una cuenca hecha de varios tipos y usos de suelos se puede calcular un CN compuesto. b) Hidrograma Unitario Triangular Método desarrollado por Víctor Mockus, quién plantea un hidrograma unitario sintético de forma triangula, como se muestra en la Figura Nº 06. Figura Nº 09 Hidrograma Unitario Triangular

De la geometría del hidrograma unitario, el caudal pico se obtiene como:

Donde: qp = caudal de pico, m3/s/mm A = área de la cuenca, Km2

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tb = tiempo base, hora Del análisis de varios hidrogramas, Mockus concluye que el tiempo base tb y el tiempo de pico tp se relacionan mediante la expresión:

De la figura Nº 02, el tiempo de pico, tp se expresa como:

Donde: de = duración en exceso (en horas). Para cuencas pequeñas se tiene de = tc tr = tiempo de retraso (en horas), que se estima mediante la ecuación:

Donde: L = longitud del cauce principal (metros) S = pendiente (porcentaje) tc =tiempo de concentración (en horas), que se estima mediante la ecuación:

Donde: Tc = tiempo de concentración (en horas) L = longitud del cauce mayor (kilómetros) S = pendiente media del cauce mayor (metro/metro) La precipitación efectiva se calcula:

Donde: P = altura de lluvia (milímetros) N = número de escurrimiento La altura de lluvia se calcula: tc 0.25 P=Pm x 1440 Donde: Pm = precipitación acumulada media Tc = tiempo de concentración (en horas)

(

)

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

Otro parámetro necesario en el Hidrograma, es el número de escurrimiento, factor importante para hallar la precipitación efectiva, este número indica la calidad del terreno sobre la cual escurre el flujo de agua, considerando la cobertura vegetal, tipo de suelo, pendiente y grado de infiltración, elementos que están debidamente clasificados y tabulados. Los que se requieren para estimar el número de escurrimiento son: o Suelos textura: tipo B o Cobertura: grava (En realidad el suelo de las captaciones es rocoso, pero al no haber este tipo de suelo en la Tabla N° 03, se optó por el uso del suelo para calles y carreteras con grava) o Por lo tanto: N=85 c) Cálculo del caudal total Contando con la lluvia efectiva, el caudal máximo (m3/s), será el producto del caudal unitario (m3/s. mm), por la lluvia efectiva (mm):

Pe = precipitación efectiva (mm) qp = caudal unitario Finalmente, en la Tabla Nº 04 se aprecia el cálculo de todas las fórmulas anteriormente descritas para obtener el caudal máximo mensual de la oferta hídrica. El área, la pendiente y la longitud de la cuenca se calculó con el software Arc Gis v10.1 Tabla Nº 05.- Obtención de la oferta hídrica AÑO

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

134.32

235.93

302.05

187.34

64.10

21.32

AREA (Km2)

11.4

11.4

11.4

11.4

11.4

11.4

PENDIENTE (m/m)

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

Precip. Media (mm)

PENDIENTE (%)

20

20

20

20

20

20

LONGITUD (Km)

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

LONGITUD (m)

3,500.00

3,500.00

3,500.00

3,500.00

3,500.00

3,500.00

Tc (horas)

1.06

1.06

1.06

1.06

1.06

1.06

Tc (min)

63.60

63.60

63.60

63.60

63.60

63.60

Tr (hora)

0.36

0.36

0.36

0.36

0.36

0.36

Tp (hora)

0.89

0.89

0.89

0.89

0.89

0.89

Tb (hora)

2.38

2.38

2.38

2.38

2.38

2.38

qp

2.66

2.66

2.66

2.66

2.66

2.66

P (mm)

22.13

38.86

49.75

30.86

10.56

3.51

Pe (mm)

5.59

18.73

28.38

12.07

0.13

2.41

Qmax (m3/s)

14.87

49.82

75.49

32.11

0.35

6.41

14,870.00

49,820.00

75,490.00

32,110.00

350.00

6,410.00

Qmax (L/s)

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Qmax (m3/mes) AÑO

39,827,808

133,437,888

202,192,416

86,003,424

937,440

17,168,544

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

Precip. Media (mm)

5.22

5.60

5.84

18.82

20.47

70.09

AREA (Km2)

11.4

11.4

11.4

11.4

11.4

11.4

PENDIENTE (m/m)

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

PENDIENTE (%)

20

20

20

20

20

20

LONGITUD (Km)

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

LONGITUD (m)

3,500.00

3,500.00

3,500.00

3,500.00

3,500.00

3,500.00

Tc (horas)

1.06

1.06

1.06

1.06

1.06

1.06

Tc (min)

63.60

63.60

63.60

63.60

63.60

63.60

Tr (hora)

0.36

0.36

0.36

0.36

0.36

0.36

Tp (hora)

0.89

0.89

0.89

0.89

0.89

0.89

Tb (hora)

2.38

2.38

2.38

2.38

2.38

2.38

qp

2.66

2.66

2.66

2.66

2.66

2.66

P (mm)

0.86

0.92

0.96

3.10

3.37

11.55

Pe (mm)

6.76

6.62

6.53

2.88

2.56

0.33

Qmax (m3/s)

17.98

17.61

17.37

7.66

6.81

0.88

Qmax (L/s)

17,980.00

17,610.00

17,370.00

7,660.00

6,810.00

880.00

Qmax (m3/mes)

48,157,632

47,166,624

46,523,808

20,516,544

18,239,904

2,356,992

Elaborado por el Equipo Consultor

2.4. USOS Y DEMANDA DE AGUA 2.4.1. Descripción del consumo actual del agua en el ámbito circundante del proyecto El uso actual del agua en la zona es de tipo poblacional, la zona del proyecto no registra ningún otro derecho de uso de agua y no existen entonces conflictos ni riesgo de que el agua que demande el proyecto interfiera con otra actividad. 2.4.2. Demanda de uso de agua futura Se muestran la demanda de uso de agua requerida con fines poblacionales, para el presente estudio: -

Periodo de diseño: Para todos los componentes, las normas generales para proyectos de abastecimiento de agua potable en el medio rural se recomiendan un periodo de diseño de 20 años.

-

Población: En el informe del estudio poblacional se realizó un análisis detallado de la población actual, la población de diseño y la tasa de crecimiento. o La población actual (2017) es:

8,151 habitantes

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

o Tasa de crecimiento poblacional: o La población futura (Pf) es :

3.018 % 14,773 habitantes

-

Dotación de agua para el diseño: Según el Reglamento Nacional de Edificaciones, la dotación de agua recomendada para localidades de clima frío es 120 L/hab/día.

-

Caudal de diseño: Población de diseño Pf=

14,773 hab

Según el RNE, para zonas de clima cálido Dotación = 120.00 L/s/hab Variaciones de consumo Coef. Máximo Anual de la Demanda Diaria (K1) =

1.30

Cálculo de caudales de viviendas Caudal de diseño

20.52 L/s

Cálculo de caudales de instituciones públicas y privadas Caudal de diseño 3.461 L/s Caudal máximo diario 26.67 L/s Cálculo de caudales de diseño Caudal de diseño Caudal máximo diario

24.00 L/s 31.20 L/s

Tabla Nº 06.- Demanda hídrica mensual AÑO TOTAL (L/s) TOTAL (m3/mes)

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

967

874

967

936

967

936

967

967

936

967

936

967

83,566

75,479

83,566

80,870

83,566

80,870

83,566

83,566

80,870

83,566

80,870

83,566

Elaborado por el Equipo Consultor

2.4.3. Cantidad de agua aforada Con fecha 05 de diciembre del 2016, el Equipo Consultor del proyecto, midió el volumen de agua de la quebrada Los Molinos en el punto de captación, cuyo resultado fue 90 L/s.

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

El 24 de enero del 2017, la Ing. Diana Montalban, profesional del ALA San Lorenzo, realizó el aforo, aún en época de estiaje, pues no se habían presentado precipitaciones pluviales. Determinó un caudal de 97 L/s. Caudal suficiente para abastecer a la población de Ayabaca en 20 años. Con fecha 09 de marzo del 2017, el Director de la Autoridad Administrativa del Agua emitió la Resolución Directoral Nº 602-2017-ANA-AAA-JZ-V en la que precisó que su representada obtuvo aforos de 90 L/s en la quebrada Los Molinos y aprobó, a favor de la Municipalidad Provincial de Ayabaca, la disponibilidad del recurso hídrico de la fuente Quebrada Los Molinos. 2.5. BALANCE HÍDRICO La disponibilidad hídrica será determinada a través del balance hídrico: Tabla Nº 07.- Disponibilidad hídrica AÑO

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

OFERTA (m3/mes)

39,827,808

133,437,888

202,192,416

86,003,424

937,440

17,168,544

DEMANDA (m3/mes)

83,566

75,479

83,566

80,870

83,566

80,870

DISPONIBILIDAD (m3/mes)

39,744,242

133,362,409

202,108,850

85,922,554

853,874

17,087,674

AÑO

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

OFERTA (m3/mes)

48,157,632

47,166,624

46,523,808

20,516,544

18,239,904

2,356,992

DEMANDA (m3/mes)

83,566

83,566

80,870

83,566

80,870

83,566

48,074,066

47,083,058

46,442,938

20,432,978

18,159,034

2,273,426

DISPONIBILIDAD (m3/mes)

Elaborado por el Equipo Consultor

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

Figura Nº 09 Gráfico del Balance Hídrico

Balance Hídrico

202,192,416 200,000,000

150,000,000

133,437,888 100,000,000

86,003,424

48,157,632 47,166,624 46,523,808

39,827,808 50,000,000

17,168,544 0 ENE

FEB

MAR

937,440

ABR

OFERTA (m3/mes)

MAY

JUN

20,516,544 JUL

AGO

SEP

OCT

18,239,904 2,356,992 NOV

DIC

DEMANDA (m3/mes) AREA (Km2)

Elaborado por el Equipo Consultor

2.6. DESCRIPCIÓN DEL PLAN DE APROVECHAMIENTO E INGENIERIA DEL PROYECTO 2.6.1. Descripción de la operación del sistema hidráulico del proyecto Mantenimiento Preventivo Se entenderá como mantenimiento preventivo el conjunto de acciones y actividades que se planifiquen y realicen para que no aparezcan daños en el equipo e instalación del sistema de agua. Este se realizará con el propósito de disminuir la gravedad de las fallas que puedan presentarse. En la captación: se recomienda visitar la captación de agua una vez al mes, esto se hará para detectar desperfectos y el estado de limpieza de la misma y para corregir algún problema encontrado, se limpia la captación de malezas y vegetación, tierra, piedra o cualquier otro material que dé lugar a obstrucción o represente un peligro de contaminación de agua.

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

El tanque de captación deberá revisarse a cada dos meses teniendo cuidado que no existan rajaduras, filtraciones y que las tapas sanitarias estén en su respectivo lugar y en buen estado. Si existiera empozamiento de agua, deberá hacerse canales de desagüe para drenar el agua y evitar la contaminación. Al notar derrumbes que afecten el tanque de captación o de almacenamiento, el poerador deberá actuar de forma inmediata. Revisión de la línea de conducción: Observar si hay deslizamiento o hundimiento del suelo. Ver si existen áreas húmedas anormales sobre la línea, si es así explorar la línea enterrada para reparar posibles fugas de agua, Abrir las válvulas de purga de lodo para evitar los sedimentos existentes que se acumulan, Verificar el buen estado y funcionamiento del flotador de tal manera que permita el control de entrada de agua. Revisión de válvulas: Revisar el buen funcionamiento de las válvulas, abrir y cerrar las válvulas lentamente para evitar daño a la tubería debido a las altas presiones, Observar que no haya fugas, rupturas o falta de limpieza, si existieran deben taparse o cambiarse, esta actividad se puede hacer cada tres meses. Revisión al Reservorio: Es importante realizar inspecciones cada tres meses y observar que el reservorio no tenga grietas o filtraciones, revisar que la escalera que conduce a la parte superior se encuentre en buenas condiciones, inspeccionar que la tapa sanitaria este en buenas condiciones, verificar que el reservorio este limpio y con suficiente agua, vigilar que las válvulas de limpieza, tubos de salida y distribución se encuentren en buen estado. Mantenimiento Correctivo Es el conjunto de acciones que se o ejecutan para reparar daños en el equipo e instalaciones, causados por accidentes o deterioro a causa del uso. Reparación de tuberías: Una vez identificada la zona de fuga, debe interrumpirse el suministro de agua y si está enterrada, excavar un metro antes y un metro después del sitio probables de falla, procediendo a cortar en dicho punto el tubo con una hoja de sierra, retirar el tramo dañado, secar el lugar y lijar ambos extremos, adquirir un niple pvc del mismo diámetro que reemplace la longitud de tubería retirada, colocar estos accesorios aplicando previamente pegamento antes de unirlos. Luego de una hora restablecer la circulación de agua y verificar que no existe fuga antes de tapar la zanja. Otras reparaciones: Para reparaciones complejas o más difíciles de realizar es necesario contar con albañiles con un poco más de experiencia, por lo que se recomienda a las organizaciones de ser necesarios coordinar con las instituciones especializadas.

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

2.6.2. Descripción de los impactos en la operación del sistema del proyecto y planes o medidas de compensación No existe mayor impacto ambiental con el proyecto, y al existir estos son mínimos, de acuerdo a la categoría 2; el mayor impacto se refiere al deterioro o mal uso de las obras (código 28), lo cual se encuentra subsanada con las actas de Compromiso de Operación y Mantenimiento del operador y de los usuarios, así mismo con el compromiso por parte de la Municipalidad Local para la Supervisión y Mantenimiento de la obra, de modo que no demandan ningún costo. El proyecto no genera impactos ambientales negativos de trascendencia por las siguientes consideraciones: - El material excedente generado por la ejecución de la obra es demasiado pequeño, ya que la mayor parte será devuelta en el lugar de excavación como lo indica la partida de relleno y compactado de zanjas. - Durante la ejecución de la obra, se utilizarán lugares adecuados para el acopio de materiales y herramientas, garantizando así el uso adecuado y el buen desarrollo de las actividades propias de la ejecución. Por tal motivo se ha previsto una partida de Oficinas y Almacén de Obra. - Al término de la obra, se ha previsto la partida de Limpieza Final de Obra, la cual tiene el objeto dejar limpia los lugares que pudieran afectar de alguna manera al medio ambiente y/o a los pobladores.

III.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES -

Del análisis de precipitación se determinó que enero, febrero y marzo son los meses más lluviosos; en el período junio - octubre ocurre las menores precipitaciones, siendo julio el mes más seco.

-

Aun cuando no hay déficit de agua, se recomienda que se inicie un plan de reforestación aguas arriba del punto de captación de la Quebrada Los Molinos, para evitar que la gran parte de agua que se infiltra, se pierda por evaporación.

-

El Equipo Consultor obtuvo la correspondiente Acreditación de la Disponibilidad Hídrica Superficial ante el ALA San Lorenzo, la misma que está autorizada con Resolución Directoral Nº 602-2017-ANA-AAA-JZ-V del 09 de marzo del 2017.

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

ANEXOS

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

A- 1 DELIMITACION DE LA MICROCUENCA EN LA QUEBRADA LOS MOLINOS (EN EL PUNTO DE CAPTACION)

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

A- 2 PRECIPITACIÓN ACUMULADA MENSUAL (DATOS DEL ANA)

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

A- 3 CAUDAL OFERTADO

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

A- 4 CAUDAL DE DEMANDA

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

A- 5 BALANCE HÍDRICO

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

A- 6 RESOLUCION DE DISPONIBILIDAD DEL RECURSO HIDRICO

ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

A- 7 CARACTERIZACION DE LA CALIDAD DEL AGUA

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A- 8 CERTIFICADOS DE CERPER